Dopo avere “ufficialmente concluso” la scorsa settimana l’argomento “Motori a Combustione Interna” (anche se ci saranno altri post occasionali sull’argomento), quest’oggi vorrei riprendere il titolo di un vecchio post e con questo portare a compimento il percorso riflessivo iniziato allora, un percorso che è partito dall’invenzione del motore a combustione interna ad opera di Barsanti e Matteucci, indicando i parametri per l’epoca cruciali per l’affermazione del motore stesso, e seguendo questa evoluzione attraverso le invenzioni di Otto e Diesel, analizzando le esigenze del periodo presente e facendo un cenno sulla concorrenza dei motori elettrici.
Se nello stesso post risultava presente anche un cenno al futuro, a cosa era lecito attendersi, questo era poco più di una introduzione alle ricerche che sarebbero state presentate nei successivi post, pertanto alla luce di tutto ciò, siamo ora in grado di valutare cosa sarà lecito attendersi (pur nei limiti della imprevedibilità del futuro, a meno di possedere la mitica DeLorean DMC-12) negli anni a venire.
PASSATO… PRESENTE… ED UNO SGUARDO VERSO IL FUTURO
Negli anni tante idee, tante soluzioni spesso innovative, si sono succedute sul palco dell’innovazione dei motori, ma ben poche di queste hanno dimostrato di possedere quelle caratteristiche sostanziali capaci di portare un vero sviluppo dei motori anziché uno stravolgimento degli stessi, con tutti i problemi da risolvere che ne sarebbe derivati.
Per quanto esaminato negli ultimi post dedicati alla ricerca motoristica, appare abbastanza evidente come la strada verso la quale ci si indirizza sia quella dei motori ad accensione spontanea a carica premiscelata, e questo è un chiaro indice della convergenza che si sta avendo tra il mondo dei motori a ciclo Otto e ciclo Diesel.
Come questa convergenza sia in atto si può anche individuare riflettendo sullo sviluppo della combustione nei concetti HCCI, PCCI e PPC, fase caratterizzata da una brevissima durata, intervallo di tempo durante il quale lo spostamento del pistone tra inizio e fine combustione risulta contenuto, e conseguentemente la variazione del volume spazzato dal pistone.
Questo è analogo al ciclo teorico Otto, caratterizzato da una fase di combustione a volume costante, mentre il ciclo Diesel prevede una combustione a pressione costante.
E’ evidente quindi come queste strategie mirino ad ottenere un motore che tenda il più possibile al ciclo Otto ideale, che a parità di pressione di fine compressione (cosa che però nella realtà del ciclo Otto non avviene per i problemi dell’autoaccensione, pertanto la pressione di fine compressione risulta sensibilmente più bassa) presenta un maggiore rendimento rispetto all’analogo ciclo Diesel.
Tutto ciò è reso possibile dall’impiego di elevati rapporti di compressione associati all’accensione spontanea
Nel seguente diagramma si vedono qualitativamente i cicli termodinamici Otto e Diesel:
Per operare un confronto è necessario basarsi su quanto detto prima e fissare per il motore Diesel un punto di fine compressione ad una pressione più elevata rispetto al ciclo Otto a causa del maggiore rapporto di compressione rispetto a quest’ultimo.
Cosa riserverà il futuro non ci è dato saperlo, ma è abbastanza probabile che tali soluzioni trovino reale applicazione, e personalmente penso che ci potrà essere anche una convergenza per quanto riguarda i combustibili, arrivando ad una formulazioni di combustibili “tipo benzina” adatte a questi concetti innovativi.
Riguardo i combustibili si evidenzia già nel presente un notevole interesse della ricerca verso l’uso del gas naturale/metano, ed anche su questo fronte si potrà assistere ad un certo sviluppo.
Oltre a tali soluzioni, od integrate con esse, è plausibile uno sviluppo di soluzioni ibride (delle quali parleremo in futuri post) e delle prime soluzioni alternative elettriche a celle a combustibile, mentre la soluzione elettrica più accumulatori, salvo scoperte e tecnologie sul campo degli accumulatori davvero innovative e valide praticamente, credo risulterà alla lunga svantaggiata rispetto alla soluzione elettrica con le celle a combustibile.
Ovviamente questa trattazione è solo un semplice punto di vista personale alla luce di quanto esposto e di considerazioni dell’autore, e vuole essere un invito anche a voi lettori a dire la vostra dopo avere riflettuto alla luce di quanto finora presentato ampiamente.
Con questo è tutto anche per oggi, vi rinnovo l’appuntamento a lunedì prossimo, sempre su AppuntiDigitali, sempre con la rubrica Energia e Futuro.
